永磁同步電機SVM-DTC控制系統(tǒng)設(shè)計
發(fā)布時間:2021-06-09 09:20
交流訓(xùn)速系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域扮演者重要的角色,其中永磁同步電機組成的調(diào)速系統(tǒng)以其高功率密度、結(jié)構(gòu)簡單等特點在一些對性能要求高的領(lǐng)域被廣泛運用。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)從開始出現(xiàn)就以其控制策略簡單、對電機參數(shù)要求低、系統(tǒng)魯棒性好、響應(yīng)迅速、動態(tài)性能好等優(yōu)點在永磁同步電機的應(yīng)用上也受到關(guān)注。本論文在開始先介紹了永磁同步電機的特點與基本結(jié)構(gòu),然后列出電機在幾種不同坐標系下的數(shù)學(xué)模型,針對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩由于滯環(huán)比較器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩脈動采用了SVM-DTC控制策略,并且詳細介紹了SVPWM的基本原理。在這些基礎(chǔ)上重點介紹了定子磁鏈觀測,對采用電壓電流模型的純積分觀測法中的問題進行了分析,并且根據(jù)這些問題提出了一種新的磁鏈觀測方法,提高了磁鏈觀測的準確度。為實現(xiàn)永磁同步電機SVM-DTC控制策略,本文搭建了基于DSPF28335電機控制系統(tǒng)軟硬件平臺,硬件方面以IPM智能功率模塊為開關(guān)器件,F28335為核心控制器,設(shè)計了外圍電路。軟件方面采用C語言編寫,在CCS V3.3環(huán)境下完成系統(tǒng)的程序設(shè)計,對新型定子磁鏈觀測器以及三相電壓的計算的數(shù)字實現(xiàn)做了詳細介紹,實現(xiàn)采用新型定子磁鏈觀測器的定子磁鏈計算、轉(zhuǎn)矩磁鏈角度計算、SVPWM、PI調(diào)節(jié)器、電流電壓信號采集等功能。通過Matlab/Simulink對新型定子磁鏈進行仿真,結(jié)果表明新型磁鏈觀測器能夠有效的解決幅值畸變和相位偏移問題,消除直流偏移誤差。最后對整個電機的控制系統(tǒng)進行硬件電路搭建,完成控制系統(tǒng)的調(diào)試,實驗結(jié)果表明本文提出的磁鏈觀測方法效果較好,動態(tài)性能好,運行穩(wěn)定,接近預(yù)期的結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TM341
本文編號:2435239
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TM341
文章目錄
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)概述
1.3 直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)概述
1.4 本論文的研究結(jié)構(gòu)和內(nèi)容
2 永磁同步電機結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型
2.1 永磁同步電機結(jié)構(gòu)與特點
2.2 永磁同步電機數(shù)學(xué)模型
2.2.1 永磁同步電機中的坐標變換
2.2.2 三相靜止坐標系中的數(shù)學(xué)模型
2.2.3 αβ坐標系中的數(shù)學(xué)模型
2.3 本章小結(jié)
3 永磁同步電機SVM-DTC控制理論
3.1 傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制理論
3.2 電壓空間矢量脈寬調(diào)制
3.2.1 SVPWM基本原理
3.2.2 SVPWM實現(xiàn)方法
3.3 SVM-DTC控制
3.4 本章小結(jié)
4 定子磁鏈觀測
4.1 傳統(tǒng)純積分器觀測法
4.2 低通濾波器觀測法
4.3 新型改進磁鏈觀測法
4.3.1 直流偏移誤差及補償問題解決
4.3.2 動態(tài)性能問題解決
4.4 MATLAB仿真結(jié)果
4.4.1 直流偏移誤差及補償問題仿真
4.4.2 動態(tài)性能問題仿真
4.5 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)硬件組成
5.1 電源模塊
5.1.1 整流濾波電路
5.1.2 開關(guān)電源電路
5.2 檢測模塊
5.2.1 轉(zhuǎn)速測量
5.2.2 電壓測量
5.2.3 電流測量
5.3 功率模塊
5.3.1 IPM驅(qū)動電路
5.3.2 驅(qū)動保護電路
5.4 控制模塊
5.5 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)軟件設(shè)計
6.1 程序設(shè)計
6.1.1 主程序設(shè)計
6.1.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計
6.2 數(shù)字PI調(diào)節(jié)器
6.3 三相相電壓估算
6.4 定子磁鏈、磁鏈角度和轉(zhuǎn)矩估算
6.4.1 定子磁鏈計算
6.4.2 磁鏈角度和電磁轉(zhuǎn)矩估算
6.5 本章小結(jié)
7 實驗結(jié)果與分析
7.1 實驗平臺
7.2 實驗數(shù)據(jù)
7.2.1 SVPWM波形
7.2.2 定子磁鏈觀測器
7.2.3 定子磁鏈和磁鏈角度
7.2.4 轉(zhuǎn)矩波形圖
7.2.5 動態(tài)響應(yīng)圖
7.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻】
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條
1 周新;永磁同步電機混合調(diào)制直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動抑制[D];天津大學(xué);2012年
本文編號:2435239
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/2435239.html
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